GPS Nedir? GPS Nasıl Çalışır?

GPS (Global Positioning System) Uyduya Dayalı Yer Belirleme Sistemi

Amerika Birleşik Devletleri Savunma Bakanlığı tarafından geliştirilmiş, uyduya dayalı yer belirleme ve zaman transfer sistemidir. Bu sistem, yüksek doğrulukta, yer, hız ve zaman bilgilerini, 24 saat boyunca GPS alıcısı olan herhangi bir kullanıcıya ulaştırır.

Sistem genel olarak uzay, kontrol ve kullanıcı olmak üzere üç bölümden oluşur:

Uzay Bölümü: Sistemin uzay bölümünü, yeryüzünün tamamını, 24 saat ve yılın 365 günü kaplama alanları (coverage) altında tutabilecek şekilde yerleştirilmiş, toplam 24 uydu oluşturmaktadır. Bu uydular, yaklaşık 20 000 km irtifada, her yörüngede 4 uydu olmak üzere, 6 farklı düzlemde bulunur. Böylelikle, dünyanın herhangi bir yeri, herhangi bir anda en az 4 uydu tarafından görülebilmektedir. Uydular, Link-1 (1575 MHz) ve Link-2 (1227 MHz) olarak adlandırılan ve kodlanmış bilgi içeren iki farklı RF sinyali gönderir. Bu sinyaller kullanılarak verilebilecek hizmet ikiye ayrılır:

• SPS: Standart yer belirleme hizmeti (Standart Positioning Service)
• PPS: Hassas yer belirleme hizmeti (Precise Positioning Service)

Link-1 sinyali, yalnızca açık kod olan C/A koduna (Course acquisition Code) sahiptir. Ticari amaçlı GPS alıcıları yalnızca bu kodu görebilir ve standart yer belirleme hizmeti verebilir. Link-2 sinyali ise C/A kodundan başka, hassas kod olan P koduna (Precise Code) da sahiptir. Askeri amaçla GPS alıcıları, hem C/A kodunu hem de P kodunu çözerek hassas yer belirleme hizmeti verebilir. Askeri amaçlı GPS kullanımı Amerikan Savunma Dairesi Başkanlığının iznine bağlıdır ve ancak sınırlı sayıda NATO üyesi bu izne sahiptir. P kodunu çözebilen GPS alıcılarının hassasiyeti, yalnızca C/A kodunu çözebilen alıcılardan 10 kat daha fazladır. P kodunu çözebilen alıcılar, hem Link-1 hem de Link-2 sinyallerini kullanarak karşılaştırma ve düzeltme yapabilir.

Kontrol Bölümü: Bu bölüm uyduların izlenmesi, yönlendirilmesi ve kontrol altında tutulması işlemlerini gerçekleştirir. Yeryüzünün çeşitli yerlerinde bulunan izleme istasyonları, uyduları izler ve bilgileri kontrol istasyonuna gönderir. Bu bilgiler daha sonra uyduların yönlendirilmesinde kullanılır.

Kullanıcı Bölümü: Kullanıcı bölümü üç kısımdan oluşur. Anten, alıcı/işlemci (Receiver/Processor), kontrol ve display ünitesi (CDU). Kullanıcı bölümü, değişik firmalar tarafından üretilir ve elde edilen sinyallerden, yer, hız, zaman bilgilerini çıkarmada kullanılır.

GPS Çalışma Prensibi

GPS’ nin işleyişi, konumları çok iyi bilinen uydular ile GPS alıcısı arasındaki mesafenin ölçümüne dayalıdır. Uydularda birer atom saati bulunur ve uydular, GPS alıcısına zaman, uydunun konumu, transmisyon süresi gibi bilgileri kodlanmış olarak gönderir. Alıcı, bu bilgilerden faydalanarak enlem, boylam, irtifa ve zaman bilinmeyenlerini çözer ve bu şekilde o anda bulunulan konum ve hızı hesaplar. Yalnızca C/A kodunu çözebilen sivil veya ticari GPS alıcılarında hesaplamalar sonucu oluşabilecek hata payı yaklaşık 100 metredir. Bu değer P kodunu da çözebilen askeri GPS alıcılarında 1 6 metre civarına kadar düşer. Sistemin doğruluğunu daha da artırmak için değişik yöntemler kullanılır.

Kaynak: MEGEP